Heptagon-enthaltende Kohlenstoff- π-Gerüste mit negativer Kurvatur Teil 2

• Antragsteller: Professor Dr. Frank Würthner
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 551034153

Nach der erfolgreichen Herstellung diverser mit Heptagoneinheiten ausgestatteter sp2-hybridisierter polyzyklisch-aromatischer Kohlenwasserstoffe (PAKs) durch eine von uns entwickelte borylierungsvermittelte π-Erweiterung im ersten Teil dieses Projekts, werden im zweiten Teil linear-helikal ausgedehnte Strukturen sowie ein makrozyklisch-pi-konjugierter Nanogürtel angestrebt, welche aus mehreren Heptagoneinheiten aufgebaut sind. Weiterhin widmet sich die zweite Förderperiode dieses Projekts der Nutzung der sattelförmigen Struktur dieser PAKs zur Komplexierung von C60- und C70-Fullerenen. Für diese Zielsetzung werden die PAKs sowie die Fullerene mit solubilisierenden Substituenten ausgestattet, so dass die Komplexbildung in Lösung mittels Titrationsstudien untersucht werden kann. Hierzu kommen insbesondere auch mit diversen Abstandshaltern sowie löslichkeitserhöhenden Alkylgruppen funktionalisierte Bis-Fullerene zum Einsatz. Wir erwarten die Umhüllung der Fullereneinheiten durch die aufgrund der Heptagoneinheiten negativ gekrümmten PAKs, so dass supramolekulare Komplexe variierender Stoichiometrie ausgebildet werden können, welchen als Substrukturen von „Schwarzit“-Kohlenstoffallotropen ein fundamentales Interesse zukommt. Über die Untersuchung von PAK-Bis-Fulleren-Komplexen in Lösung hinaus sollen auch Co-Kristalle gezüchtet und mittels Röntgenstrukturanalyse charakterisiert werden. Solche Festkörperstrukturen könnten interessante (photo-)leitende Eigenschaften aufweisen, welche wir in unserer zukünftigen Forschung untersuchen wollen. Wir erwarten, dass dieses Projekt neue grundlegende Erkenntnisse über negativ gekrümmte PAKs liefert und die Grundlagen für die Bottom-up-Synthese von Schwarzit-Kohlenstoffallotropen schafft.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen